Узкий взор. Обзор технических новинок «Формулы-1»

Единая гидравлическая подвеска «Мерседеса»

Немецкий гоночный коллектив наконец начинает получать солидные дивиденты от разработки, к которой было приложено два года упорного труда – так называемой FRIC.

Суть системы, простой до невозможности, всегда лежала на поверхности: заменить механические пружины подвески на гидроприводы, связать их в каждой паре приводов (два передних колеса и два задних) и по магистрали между собой.

Заметим, идея совсем не нова – ранние аналоги в свое время произвели настоящую революцию в понимании важности баланса в каждую секунду на гоночном круге. Болельщики со стажем легко вспомнят активную подвеску «Лотуса» в 80-х и «Уильямса» в начале 90-х, которую однажды запретили потому, что талант гонщика мерк перед возможностями компьютерной программы.

То есть под запрет попала именно компьютерная составляющая подобной подвески, но никак не основа системы – гидроприводы, применяемые взамен пружинных механизмов. Если присмотреться внимательнее, то у гидромеханизма есть масса преимуществ, главное их которых – особенности хода цилиндра в корпусе. В начальный момент, когда давление массы болида на привод минимально, ход подобной подвески мягок. Затем, по мере увеличения давления на цилиндр, привод работает все более «неохотно», делая заключительное серьезное усилие на сжатие гидравлической жидкости непомерно сложной задачей.

Однако после запрета управляющей электроники команды быстро отказались от гидравлической подвески в угоду механической. Смысл имелся – гидроприводы весят примерно на 5 кг больше, чем традиционная пружинная подвеска. И поскольку тяжелая конструкция располагалась довольно высоко, баланс автомобиля заметно ухудшался.

Нынешняя комплексная подвеска «Мерседеса» полностью лишена управляющей электроники и основана на перетекании жидкости из гидравлических клапанов из области с высоким давлением в область с низким давлением. То есть каждая из четырех точек подвески не изолирована, а значит, у инженеров появилась свобода в непрерывном выравнивании болида относительно гоночного полотна.

Кстати, с древности подобная система открытых сосудов именуется законом Архимеда.

Преимущества FRIC видны невооруженным взглядом, и для начала мы рассмотрим три главных направления работы системы: разгон, торможение и поворот.

Итак, при разгоне машина проседает назад, жидкость из передней части болида по трубопроводам активно перетекает назад, мешая задней подвеске прогибаться слишком сильно. Спереди эффект строго противоположен – подвеска работает мягко, а переднее антикрыло по-прежнему прижимает несущийся болид вниз. Таким образом, совместное усилие спереди и сзади помогает машине находиться относительно земли в более или менее параллельной плоскости.

При торможении эффект аналогичен, только избыточное давление испытывают гидравлические клапаны на передней оси автомобиля.

Гораздо интереснее протекают процессы во время прохождения автомобилем поворота. В эти моменты болид активно «выталкивает» от центральной оси в «наружную» сторону. Это сродни тому, как нас наклоняет в дорожной машине в сторону, противоположной повороту.

Тут в действие вступают пары гидравлических приводов спереди и сзади. При повороте налево жидкость из левых клапанов устремляется вправо, где подвеска становится опорной, жесткой, а «внутренние» левые гидравлические клапаны, наоборот, демонстрируют мягкость хода. Параллельности земле не наблюдается, зато машина буквально ввинчивается в вираж, игнорируя более пологие апексы.

Прочитав предыдущие абзацы, вы наверняка спросите – почему же столь высокие и стабильные места в итоговых протоколах Гран-при поддались «немчикам» только сейчас?

Потому что мы еще не говорили о недостатках системы.

Во-первых, любая жидкость подвержена расширению и сжатию под воздействием температуры. Поэтому конструкторам в Бракли предстояло разместить на трубных магистралях для жидкости аккумулирующие емкости, предусмотреть целую горсть различных клапанов контроля давления и расходомеров, чтобы эффект не был слишком энергичным.

Ну, и самое главное: в районе каждого виража машина не только тормозит или ускоряется, но и испытывает кручение. Сложение линейного и крутящего моментов, к сожалению, не упрощает работу систем, так что появляется потребность в регулировочной аппаратуре, которая что-то весит и что-то стоит. В том числе и времени на разработку и доводку техники.

Другие коллективы, применяющие пружинные подвески, в своей гоночной технике отстали от «Мерседеса» примерно на два года. Какими выдались эти годы для английских немцев, вы прекрасно помните – тихо и без рывков команда замыкала группу лидеров, изредка претендуя на подиумы. Возможно, подобная судьба ждет и тех, кто решится на аналогичные действия – готовых чертежей конкурентам подопечные Росса Брауна предоставлять не обязаны.

Однако мы не наблюдаем и большого желания конкурентов слепо следовать примеру «Мерседеса». Как и в прошедших двух сезонах, так и сейчас – то есть в период, когда инновационная подвеска стояла на машинах – «серебряные стрелы» не отличаются бережливым отношением к шинам.

И пусть механическая подвеска не обеспечивает стабильности расположения машины относительно дороги, она не превращает колеса в единственный элемент, на который в итоге приходится вся нагрузка при поворотах, а значит, износ резины менее ощутим и более предсказуем.

«Макларен» ищет резервы скорости

В Китае уокингцы продолжили искать пути выхода из кризиса, в котором неожиданно оказались с начала сезона, и продолжили работать над MP4-28. На этот раз изменения коснулись больших корпусных элементов – боковых понтонов и диффузора.

Кожух моторного отсека стал более объемным, а понтоны – миниатюрнее, и получили крутой скос сверху. Команда акцентировано направила верхний поток воздуха к выхлопной трубе, и, следовательно, добилась более энергичного закупоривания боковой стенки диффузора. Сам диффузор лишился части этих самых боковых секций. Весь этот пересмотренный пакет направлен отнюдь не на тотальное увеличение прижимной силы сзади – так инженеры надеются повысить управляемость машины. Окончательного решения не стоит ждать болельщикам коллектива и в Бахрейне – переделка передней части машины, где находится главная проблема MP4-28, по инсайдерской информации произойдет только к (или во время) европейской стадии чемпионата.

Рекордные пит-стопы «Ред Булл»

По ходу Гран-при в Шанхае мы увидели много инноваций в техническом плане. Это и новые задние антикрылья от «быков» и «Заубера», и новые передние – уже от «Феррари», «Мерседеса» и «Лотуса». Последний, кстати, анонсировал изменения в организации выхлопной системы… но все это – рабочие моменты, то, что еще не раз поменяется и зачастую адаптировано под конкретный этап чемпионата.

Гораздо интереснее факт очередного падения времени смены шин на пит-стопах. Команда из Милтон-Кейнса умудрилась обойти механиков «Макларена», добившихся разового успеха во время пит-стопа Дженсона Баттона в Германии в прошлом году. Причем высокая скорость работы подопечных Кристиана Хорнера фиксировалась не единожды. Вплоть до неудачно прикрученного колеса Марка Уэббера машины австрийской конюшни располагались рядом с механиками стабильно в пределах 2,1 – 2,2 секунды.

По мнению конкурентов, возможности крутящего момента гайковертов достигли своего предела, а это именно то, где еще были искомые сотые и десятые единиц времени. Настораживает и тот факт, что гайковерты «Ред Булл» тщательно оберегаются от любопытных взглядов и нескромных обьективов фотокамер.

Мы предполагаем, что принцип работы гайковертов был изменен. По сути, это не гайковерт, а «гайкотык».

Посмотрите на рисунки.

Отметим сразу – показанная схема работы и само устройство гайки ни в коем случае не точное устройство «Ред Булл». Это одна из возможностей того, где были найдены эти искомые 0,1 – 0,2 секунды, и как так получается, что после крепления колеса к машине, та сразу уезжает на трассу.

Итак, предположим на минутку, что гайковерт изменен так, что давление, подаваемое по шлангам, предназначено только для того, чтобы удерживать конус гайки (3) во время операций с ней. Однако на гайковерте при этом существует штырь, который в умелых руках способен сжимать пружину (5) и воздействовать на подвижный конус гайки(4). При этом извлекается шток (6), который фиксирует гайку и, естественно, колесо (1) к опорной детали (2).

В этом случае усилие прикладывается только один раз, когда колесо нужно снять. При установке же колеса подобную гайку можно, упрощенно говоря, затолкать руками.

Так ли это на самом деле? Вероятно, более детальная информация появится позднее, когда конкуренты начнут претворять в жизнь собственные решения.

Дружба с шинами. Почему Алонсо уверенно победил в Китае